В 1950-х годах отец с двумя дочерьми переезжают в деревню. Дом настолько старый, что близок к разрушению. В нём водятся духи — «чёрные чернушки», сусуватари. Мать семейства находится в больнице, и на время её болезни вся работа по дому ложится на плечи отца и старшей дочери Сацуки. Вскоре непоседливая младшая сестра Мэй встречает маленького лесного духа, который, сам того не желая, приводит её к более крупному духу, а потом и к большому То́торо — хранителю леса, живущему неподалёку. Позже и Сацуки знакомится с Тоторо, когда девочки ждут отца на автобусной остановке. При этом Тоторо, как и другие сказочные создания в мультфильме, невидим для взрослых.

Тоторо дарит девочкам небольшой свёрток из бамбуковых листьев, в котором лежат семена. Девочки высаживают семена в огороде, а ночью Тоторо и духи помогают им прорасти. На следующий день из больницы сообщают, что мама не сможет вернуться домой на выходные. Расстроенная Мэй ссорится с сестрой и сама отправляется к матери, но по дороге теряется. Обеспокоенная Сацуки и жители окрестности везде ищут её, но безуспешно. Тогда Тоторо по просьбе Сацуки помогает её разыскать. Котобус относит девочек в больницу Ситикокуяма, и девочки видят, что с мамой всё в порядке. Во время финальных титров показано, как мама выздоравливает и приезжает в новый дом, а Мэй идёт в школу и заводит новых друзей